石油化工綠色制造過程“碳中和”研究獲進展-
發(fā)布時間:2021-05-12
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石油化工綠色制造過程“碳中和”研究獲進展-

近日,華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授胡軍聯(lián)合英國謝菲爾德大學(xué)教授王美宏,在錢鋒院士團隊和教授劉洪來團隊的支持下,通過合成具有吸附/催化雙功能的復(fù)合材料,將鈣循環(huán)(CaL)和逆水煤氣變換反應(yīng)(RWGS)相結(jié)合,實現(xiàn)了在同一反應(yīng)塔相同溫度下,對模擬工業(yè)裂解煙氣進行二氧化碳高溫捕集和原位轉(zhuǎn)化。該研究成果以封面形式發(fā)表于《能源與環(huán)境》,并申請了2項發(fā)明專利。

碳捕集和高效利用是解決全球變暖危機的一種有效方案。如果將捕集的碳作為資源,產(chǎn)生具有附加值的產(chǎn)品,將為企業(yè)完成“碳中和”指標的同時實現(xiàn)利潤回報,具有重要的發(fā)展前景。

據(jù)了解,該集成技術(shù)具有優(yōu)異的高溫二氧化碳捕集性能,材料的二氧化碳吸附容量高達9.0mol/kg(摩爾/公斤),成功地解決了鈣循環(huán)(CaL)過程CaO(氧化鈣)易燒結(jié)的工程瓶頸問題,獲得長效循環(huán)操作穩(wěn)定性;首次提出了“氧化還原異質(zhì)結(jié)”的雙金屬催化策略,使二氧化碳原位轉(zhuǎn)化率接近90%,產(chǎn)品氣中CO(一氧化碳)選擇性接近100%,避免了后續(xù)分離的工程復(fù)雜性。

這項集成技術(shù)充分利用高溫?zé)煹罋鉄嶂?,幾乎不需要額外的反應(yīng)能量輸入,并大幅度降低了常規(guī)二氧化碳捕集降溫、反應(yīng)升溫的巨大能耗。同時,碳捕集和轉(zhuǎn)化在同一塔中即可實現(xiàn),與傳統(tǒng)二氧化碳捕集與轉(zhuǎn)化分別單獨運行的工藝相比,節(jié)約了大量公用、輔助設(shè)備的大規(guī)模投資,以及氣體分離、壓縮、輸運、管網(wǎng)的初期建設(shè)和運行費用,操作成本大幅度下降,約為最新文獻報道的CaL捕集和RWGS轉(zhuǎn)化單獨操作成本之和的1/3,并且該技術(shù)所產(chǎn)生的合成氣,為后續(xù)生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品如甲醇和乙烯等提供了原料氣。

專家表示,這項高效、節(jié)能、低成本的CaL/RWGS集成工藝技術(shù)為加快推進綠色石油化工制造提供了創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)。

相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1039/D0EE03320K


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